科学家奶爸:科学教育的核心并不在科技馆和实验室_亚博取款快速到账

本文摘要:身为王黎明儿童旅游项目教研主任、喜马拉雅儿童销售第一项目《给孩子的万物启蒙运动课》的首席创始人、浙江大学生命科学学院教授、博士生导师的中国家长,早就猜到“科学”是儿童教育最重要的内容。

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身为王黎明儿童旅游项目教研主任、喜马拉雅儿童销售第一项目《给孩子的万物启蒙运动课》的首席创始人、浙江大学生命科学学院教授、博士生导师的中国家长,早就猜到“科学”是儿童教育最重要的内容。但是,什么是“科学教育”?是为了早点给孩子介绍科学概念吗?做辅导孩子的小实验?还是带孩子去科学博物馆?今天,浙江大学教授、加州理工学院博士、科普作家、不会讲故事的科学家王黎明来谈谈科学教育的内涵是什么。——插画师李明的女儿亚雅和她的好朋友千千、点宝当我们提到“科学教育”时,我们在说什么?实际上,至少有四个连贯的内涵:“技能”、“科学知识”、“方法论”和“价值观”。01技能科学教育中最直观最不合适的自学水平。

在四个内涵中,“技能”是最直白的。比如学会手机支付,弄清楚家里卖的电器怎么用,吃药前想到说明书,了解可能的副作用,都可以是“科学技能”。

此外,这些例子也可能是生活在当今中国城市所必需的“科学技能”。但是,在我看来,“技能”是最不适合学的。换句话说,当我们谈论儿童科学教育时,我们不必尊重明确的技能。

举个例子,我已经听说有一位家长想起来,要卖一台iPad给孩子玩游戏,要学会操作,因为从未来开始,平板触摸设备会越来越频繁地出现在我们的生活中,甚至很多中小学都开始在平板电脑上放一些教学活动。但是如果我们仔细看,我们不会意识到采取预防措施是不合适的。首先,现代科技产品的趋势是更友好。

如果很明显桌面电脑的Windows系统一定要先学后上手的话,iPad上的应用和已经设计好的游戏非常的用户友好。很多时候,任何一个尝试入门的人都不会去用,也不会去适当的学习。

另一方面,这些科技产品的递归速度是不可思议的,即使孩子学会了,也可能很快成为无用的技能点。二十年前,中国各地都有各种盲文培训班。几个月学会五笔输出是一项高级简单的技能,但今天还有谁要上语文输出辅导班呢?拼音输入,手写甚至语音输入都已经解决了问题!对于我们这一代人来说,一个特别经典的回忆是关于小学学算盘的。

当时会计、主管、银行柜员,以及很多专业岗位都是掌握算盘不可或缺的。学算盘可能意味着铁饭碗。

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但如果今天再走,虽然市场对会计记录的需求还是比较充裕的,但清晰的技能点——算盘——已经被电脑和电子会计系统完全扫进了堆里。那么另一方面,我们生活中一定不具备的,甚至可以算是谋生的今天的科学技能,在孩子大了以后就不会没有用了吗?或许特别值得一提的是编程技巧。这个技能可能和算盘差不多。当今时代,IT和互联网行业打开了新的窗口和铁饭碗。

从小就知道编程的科学知识,可能有助于孩子在自由选择和发展职业时获得更多的竞争力。于是各种编程类、可编程玩具、可编程游戏层出不穷,也受到家长的青睐。平心而论,儿童编程中使用的一些逻辑,比如条件、循环、逻辑判别等。

已经突破了明确技能的水平,成为思维方法的一部分。但是就写代码的技巧而言,参考算盘的例子,我觉得是悲观的。科学知识的自学良莠不齐,但知其然不知其所以然,并不是令人满意的科学教育。

以上技能就是“科学知识”的内涵。现在大家都在讲科学教育,或者说是儿童科学教育的一个清晰的产物,最少想到的大概就是这个层面的内容了。比如一本关于人类科学知识的科学绘本,无非是告诉他人有皮有骨有肌肉,长什么样;告诉他你体内有一个循环系统,动脉和静脉来回循环;告诉他吃了以后不要摸肚子,嚼进小肠之类的。相对于清晰的技能点,科学知识的递归速度要快得多。

一起自学,至少不用担心自己控制的信息会很快过时。比如著名的魔法校车,1986年出第一本书,1994年出电视剧,都是三十年的科学产物。但是故事中的大部分内容似乎还是正式成立的(当然,关于太阳系“九大行星”的不同看法已经过时了。

2006年,国际天文学联合会投票否决了冥王星的行星“本土”。但是我依然没有失望的停留在科学知识层面的科学教育。举个极端的例子:告诉孩子们,我们身体里有很多血管可以输送氧气和营养;血管分为氧多的动脉和氧少的静脉是好事。但是如果知识点改变,就要用一千多年前对中医的认识来代替。

十二洞见的人体,奇经八脉,负责经营思维的心,和管骨理髓的肾有什么区别?你可能不会说区别是前者准确,后者错误。但问题是,所谓准确的前者只在今天的科学认识中是准确的,有朝一日还是有可能被修改过的研究所修改改变。所谓错误的后者,在我们的祖先中显然充满了理性和建设性。对于孩子来说,两者没有区别,只是一些必须遗忘和修改的知识点。

对于孩子来说,他们不告诉如何找到这些科学知识,也没有机会告诉这些科学知识对不对。所以他们能做的也差不多。不管怎样,再咽下去,忘了再说一遍。

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当然,这有点太消极了。作为一个现代人,对自己和所生活的世界有一些基本的解读是合理的。

而且,作为一个科学家,我对现代科学的方法论有一个基本的信念。我坚信血管分脉,无论如何比我坚信的“十二位奇经八脉”更靠谱。

这里我想说的是,用这种方式带孩子学习科学知识是不是最差最有效的方式?方法论科学方法论是科学教育的核心要素。在这里我们将谈论一个更宏伟的问题。为什么我们期望我们的孩子对科学一无所知?除了我们自己的生活方式早已是科学不可或缺之外,是否也说明了这样一种思想:用科学的逻辑思维,用科学的方法去检验,这样一种科学的“方法论”本身就是一种非常强大的生活方式?很多家长可能看完了流行的《人类简史》。

在书中,作者尤瓦尔诺亚哈拉里(Yuval Noah Harari)用认知革命(人类智慧经常出现)、农业革命(人类开始移民并形成稳定的社会)和科学革命三个里程碑概括了人类历史的发展进程。科学革命的意义不是一个具体的科学突破或技术发明者,而是一整套认识世界的方法论:用细心观察和构图的理论,在细心观察和实验中检验和修正理论,然后用理论去预测和大力改造世界。它意味着获得一些准确的科学“科学知识”,但对于制定这套科学“方法论”来说效果很差。

然而,在提供清晰的“科学知识”的过程中,孩子们只是没有发自内心地问清楚问题。更多的时候,书中的人物分明是在问问题;我不知道我希望告诉这个问题的答案是什么。太阳系有两五种血管和八八十颗行星让他们感兴趣吗?当然,更不可能有机会仔细观察、审视、总结。即使对今天的农民来说,无论地球绕着太阳转还是太阳绕着地球转,太阳系里都有几颗行星,对他/她来说,解读季节、规划劳动、预测晴天和雨天,本质上没有什么不同。

即使我们思考一下科学史,也不会发现,在很长一段时间内,哥白尼日心说推导出的行星轨迹,远不如托勒密基于地心说推导出的《简单天文表》。日心说取代地心说有更深刻的哲学和科学原因,不是因为前者比后者更准确。

当然,如果现代人不去解读地球绕太阳旋转和万有引力定律,他们的一生也不会经常有很多后遗症(比如他/她很难去解读美国人没有头和脚是怎么摔倒的)。但如果以实用主义为准绳,当今世界积累的绝大部分科学知识对于一个普通人来说是不知所云,毫无用处的。

但是,如果我们从一个清晰的知识点到达,多问一个问题,从“什么”到“为什么”,“为什么说地球绕太阳转,为什么说地球/冥王星是行星”,我们马上就转入科学方法论的范畴。“为什么”这个问题很重要,因为它代表了科学思想是如何认识世界的。然后就不会马上看到了,清晰的知识点活了过来。

我们必须说,我们的祖先日复一日地记录着天空中每一颗恒星的位置,发现有些恒星的运动与所有其他恒星的运动不同,所以他们在金木寻找五颗行星。然后,为了解释行星的奇怪轨迹,假设地球和五大行星都绕着太阳转并平行比假设所有的恒星都绕着地球转要容易得多。沿着这条思路回望过去,人类不仅观测和总结了五大行星的运行轨道(开普勒三定律),而且发现了解释这一切的万有引力定律。万有引力定律的发现有助于科学家准确猜测新的未知行星海王星。

也是一定程度的逻辑和热情让人们误发现了冥王星,却在几十年后才意识到冥王星与其他行星的区别,从而改变了对冥王星的归属.正是在这个过程中,我们的祖先和朋友发誓要仔细观察和实验,做出无数错误的假设和猜测来夺取政权,一步步逼近客观世界的现实。就是这个过程不会被我们和我们的孩子解读。

人类科学知识的积累和应用不会产生移山填海的不可思议的效果。所以在我看来,这套方法论教育才是科学教育的核心要素。最高层次的价值科学教育是我们最想传递给孩子的。

在方法论之上,还有一层科学价值。在我看来,所谓科学价值观的核心是如何去问“为什么”,即坚信我们自己和我们所生活的客观世界是可以被彻底理解、解释和改造的。举个例子。

可以告诉你,相机是100多年前外国人带回中国的。这个奇大无比的东西,吓得中国人都没当回事,连这个怪物都“能夺魂”。当然,今天我们真的认为这种观点是荒谬和愚蠢的,但在那个时空里,这种想法是很自然的。

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为什么?相机看起来很简单,但它只代表了欧洲科学几百年的成就。至少还包括:光学——光的线性传播,反射定律,孔径光学;生物——告诉人们,眼睛看到的是入射光而不是眨眼,镜头是放大镜。化学——卤化银分解成银颗粒、底片和定影技术等。

在一个方盒里洗了那么多科学成果,突然出现在对现代科学一无所知的中国人面前,他们并没有真的害怕!应用神秘主义和阴谋论更符合逻辑。但今天,如果你把一个普通中国人带回C919的驾驶舱或者大亚湾核电站的反应堆,他肯定不会明白这些庞然大物里那么多令人惊艳的结构和零件是什么。

但我坚信,他将不得不依靠神灵或阴谋论来解释他所看到的一切。为什么?因为他一定是从中学课本里教过牛顿三定律,核结构,流体力学(比如升力),核裂变。

虽然普通人懂这些科学知识,但还是有一个认知障碍,可能一辈子都无法容忍。但没关系,他/她不会从这些基础知识中得出,并展开以下合理的推论:我讲空气在物体表面向东流动越好,流体就越小(或者,我讲一个轻核可以分成两个更重的核,而不损失质量,释放大量能量)。我面前的庞然大物就是根据这个原理产生的。如果有成千上万的聪明人躺在一起,沿着这个科学原理做着几百年的详细研究和分析,生产出这样的机器并不奇怪。

这种信念真的是一种科学价值,它建立在明确的科学知识和科学方法论之上。对一些孩子来说,这种方法论和价值观是他们未来改造世界的基础。他们不会承载人类几千代祖先的智慧和荣耀,进而前进到科技的边界。

对于绝大多数需要专攻科技的孩子来说,生活在一个科技爆炸的时代,他们是幸运的(当然有人会说是惊喜),科技在不断有力地改造着我们已经习惯了几千年的生活常识。对他们来说,这样的方法论和价值观,对于解读、尊重、热爱这个最糟糕、最糟糕的时代,依然是必要的。

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